DE3325372A1 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF PURE ADIPINO ACID MONOESTERS - Google Patents
METHOD FOR THE PRODUCTION OF PURE ADIPINO ACID MONOESTERSInfo
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Description
BASF Aktiengesellschaft *" ** O.Z. 0050/36619BASF Aktiengesellschaft * "** O.Z. 0050/36619
Bei den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Adipinsäuremonoestern geht man von Adipinsäure aus und versucht die Veresterung auf der Monoesterstufe zu unterbrechen. Nach dem aus der US-PS 4 314 071 bekannten Verfahren verestert man Adipinsäure mit Alkoholen in wäßriger Lösung in Gegenwart von Schwefelsäure als Katalysator, wobei der Monoester in dem Maße wie er entsteht unverzüglich mit nichtpolaren Lösungsmitteln extrahiert wird. Die Umsetzung wird innerhalb von 5 Tagen durchgeführt, was einen erheblichen Zeitaufwand beinhaltet. Darüber hinaus erhält man aus dem Extrakt Adipinsäuremonoester lediglich mit einer Reinheit von 96 %, während es einer komlizierten Aufarbeitung bedarf, um zu reinerem Adipinsäuremonoester zu gelangen.In the previously known processes for the preparation of adipic acid monoesters one starts from adipic acid and tries to interrupt the esterification at the monoester stage. According to that known from US Pat. No. 4,314,071 Process esterifies adipic acid with alcohols in aqueous solution in the presence of sulfuric acid as a catalyst, the monoester in to the extent that it arises, it is extracted immediately with non-polar solvents. The implementation will be carried out within 5 days, which involves a considerable expenditure of time. In addition, adipic acid monoesters are only obtained from the extract with a purity of 96%, while it takes a complicated work-up to get purer Adipic acid monoester to arrive.
Auch nach dem in der DE-OS 24 04 359 beschriebenen Verfahren geht man von Adipinsäure aus und verestert diese mit Alkoholen in Gegenwart von mindestens einem Mol Wasser je Mol Adipinsäure.. Die Ausbeuten an Adipinsäuremonoester lassen zu wünschen übrig, da als Nebenprodukt erhebliche Mengen an Adipinsäurediester erhalten werden. Letztere müssen unter großem Aufwand abgetrennt werden, um zu reinem Adipinsäuremonoester zu gelangen.Even after the method described in DE-OS 24 04 359 one starts from Adipic acid and esterifies it with alcohols in the presence of at least one mole of water per mole of adipic acid .. The yields of adipic acid monoester leave something to be desired, since considerable amounts of adipic acid diester are obtained as a by-product. The latter have to take a lot of effort are separated in order to obtain pure adipic acid monoester.
Es war deshalb die technische Aufgabe gestellt, Adipinsäuremonoester in hoher Ausbeute und in hoher Reinheit herzustellen.It was therefore the technical task to convert adipic acid monoesters in high yield and high purity.
Diese technische Aufgabe wird gelöst in einem Verfahren zur Herstellung von reinem Adipinsäuremonoestern, wobei manThis technical problem is solved in a method for production of pure adipic acid monoesters, whereby one
a) Pentensäureester mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff bei einer Temperatur von 90 bis 140°C unter einem Druck von 5 bis 300 bar in Gegenwart von Carbonylkomplexen des Kobalts oder Rhodiums umsetzt und 5-Formylvaleriansäureester abtrennt unda) Pentenoic acid ester with carbon monoxide and hydrogen at one temperature from 90 to 140 ° C under a pressure of 5 to 300 bar in the presence of carbonyl complexes of cobalt or rhodium and 5-formylvaleric acid ester separates and
b) die so erhaltenen 5-Formylvaleriansäureester mit molekularem Sauerstoff oder solchen enthaltenden Gasen bei einer Temperatur von 20 bis 1000C unter einem Druck von 1 bis 10 bar oxidiert.b oxidizing the thus obtained 5-formylvaleric ester with molecular oxygen or a gas containing this, at a temperature of 20 to 100 0 C under a pressure of 1 to 10 bar).
Das neue Verfahren hat den Vorteil, daß es mit hohen Ausbeuten verläuft und zu Adipinsäuremonoester mit einer Reinheit von > 99 % führt.The new process has the advantage that it proceeds with high yields and leads to adipic acid monoester with a purity of> 99%.
Als Ausgangsverbindung verwendet man Pentensäureester, z.B. Alkylester mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, Cycloalkylester mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, Alkarylester mit 7 bis 9 Kohlenstoffatomen oder Phenylester. Bevorzugt geht man von Pentensäurealkylestern aus, insbesondere solchen,The starting compound used is pentenoic acid esters, e.g. alkyl esters with 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl esters with 5 to 12 carbon atoms, Alkaryl esters with 7 to 9 carbon atoms or phenyl esters. It is preferred to start from alkyl pentenoates, in particular those
BASF Aktiengesellschaft *" * ^J?**- "--"*--* O.Z. 0050/36619BASF Aktiengesellschaft * "* ^ J? ** - " - "* - * OZ 0050/36619
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die sich von Alkanolen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ableiten. Vorteilhaft verwendet man 4 und/oder 3 Pentensäureester. Geeignete Pentensäureester sind beispielsweise 4 Pentensäuremethylester, 4-Pentensäureethylester, 3-Pentensäurepropylester, 3-Pentensäurebutylester, 4-Pentensäureoctylester, S-Pentensäurecyclohexylester, 4-Pentensäurebenzylester oder 3-Pentensäurephenylester«derived from alkanols with 1 to 4 carbon atoms. Advantageous 4 and / or 3 pentenoates are used. Suitable pentenoates are, for example, 4-pentenoic acid methyl ester, 4-pentenoic acid ethyl ester, Propyl 3-pentenoate, butyl 3-pentenoate, octyl 4-pentenoate, S-pentenoic acid cyclohexyl ester, 4-pentenoic acid benzyl ester or 3-pentenoic acid phenyl ester "
Für die Umsetzung verwendet man ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Vorteilhaft enthält das Gemisch Kohlenmonoxid und Wasserstoff im Molverhältnis von 10 : 90 bis 50 : 50. Insbesondere hat sich ein Gemisch im Molverhältnis von Kohlenmonoxid zu Wasserstoff von 10 : 40 bewährt.A mixture of carbon monoxide and hydrogen is used for the reaction. The mixture advantageously contains carbon monoxide and hydrogen in a molar ratio of 10:90 to 50:50. In particular, there is a mixture Proven in a molar ratio of carbon monoxide to hydrogen of 10:40.
Bei der Hydroformylierung wendet man eine Temperatur von 90 bis 140°C und bei Verwendung von Rhodiumcarbonylkomplexen vorteilhaft eine Temperatur von 100 bis 1200C an. Ferner hält man einen Druck von 5 bis 300 bar, bei der Verwendung von Rhodiumcarbonylkomplexen vorteilhaft einen Druck von 5 bis 20 bar, ein.In the hydroformylation of a temperature of 90 to 140 ° C and applies to the use of rhodium carbonyl complex, a temperature advantageously of 100 to 120 0 C. Furthermore, a pressure of 5 to 300 bar is maintained, and if rhodium carbonyl complexes are used, a pressure of 5 to 20 bar is advantageous.
Als Hydroformylierungskatalysatoren verwendet man Carbonylkomplexe des Rhodiums oder Kobalts. Die Carbonylkomplexe können vor der Reaktion hergestellt werden oder bilden sich vorteilhaft in situ aus Salzen von Rhodium oder Kobalt, z.B. deren fettsauren Salzen wie Kobaltacetat oder Rhodiumacetat. Vorteilhaft sind die Rhodium- oder Kobaltcarbonylkomplexe zusätzlich durch tertiäre Phosphine oder tertiäre Phosphite modifiziert. Geeignet sind beispielsweise tertiäre Alkyl- und Arylphosphine sowie tertiäre Alkyl- und Arylphosphite. Bevorzugt verwendet man Triphenylphosphin, substituierte Triarylphosphine wie Tritolylphosphin, Alkyldiarylphosphine wie Hexyldiphenylphosphin.The hydroformylation catalysts used are carbonyl complexes des Rhodium or cobalt. The carbonyl complexes can be prepared prior to the reaction are or are advantageously formed in situ from salts of rhodium or cobalt, e.g. their fatty acid salts such as cobalt acetate or rhodium acetate. The rhodium or cobalt carbonyl complexes are also advantageous modified by tertiary phosphines or tertiary phosphites. For example, tertiary alkyl and aryl phosphines and tertiary ones are suitable Alkyl and aryl phosphites. It is preferred to use substituted triphenylphosphine Triarylphosphines such as tritolylphosphine, alkyldiarylphosphines such as hexyldiphenylphosphine.
Die Rhodiumkonzentration beträgt vorteilhaft 50 bis 500 ppm, bezogen auf das Reaktionsgemisch, berechnet als Metall. Die Modifizierung der Carbonylkomplexe des Rhodiums mit den genannten Phosphinen oder Phosphiten hat sich besonders bewährt. Vorteilhaft wendet man Phosphine oder Phosphite in 3- bis 100-fachem molaren Überschuß, bezogen auf Rhodium an.The rhodium concentration is advantageously 50 to 500 ppm, based on the reaction mixture calculated as the metal. The modification of the carbonyl complexes of rhodium with the phosphines or phosphites mentioned has proven particularly useful. It is advantageous to use phosphines or Phosphites in a 3 to 100-fold molar excess, based on rhodium.
Falls man Kobaltcarbony!katalysatoren verwendet, kann man auf die Modifizierung durch Phosphine und Phosphite verzichten, insbesondere dann, wenn man für die Hydroformylierung 3-Pentensäureester verwendet wie sie z.B. direkt bei der Umsetzung von Butadien mit Kohlenmonoxid und Alkanolen in Gegenwart von Kobaltcarbonylkomplexen anfallen. So erhaltene Reaktionsgemische werden vorteilhaft mit Kobaltcarbonylkatalysatoren ohne weitere Zusätze bei einer Temperatur von 100 bis 1400C und unter einem Druck von 150 bis 200 bar hydroformyliert.If cobalt carbon catalysts are used, modification by phosphines and phosphites can be dispensed with, especially if 3-pentenoic esters are used for the hydroformylation, such as are obtained, for example, directly in the reaction of butadiene with carbon monoxide and alkanols in the presence of cobalt carbonyl complexes. Reaction mixtures thus obtained are hydroformylated advantageous bar with a cobalt carbonyl catalyst without further additives at a temperature of 100 to 140 0 C and under a pressure of 150 to 200 micrometers.
BASF Aktiengesellschaft -A - O.Z. 0050/36619BASF Aktiengesellschaft -A - OZ 0050/36619
Es ist auch möglich Lösungsmittel mitzuverwenden wie flüssige aromatische Kohlenwasserstoffe z.B. Toluol oder Xylol, ferner Carbonsäureester wie z.B. Essigsäure-, Buttersäure- oder Valeriansäureester sowie hochsiedende Kondensationsprodukte, wie sie bei der Reaktion selbst entstehen.It is also possible to use solvents such as liquid aromatic ones Hydrocarbons e.g. toluene or xylene, also carboxylic acid esters such as acetic acid, butyric acid or valeric acid esters as well as high-boiling ones Condensation products as they arise in the reaction itself.
Das bei der Hydroformylierung der Pentenester erhaltene Reaktionsgemisch enthält neben nicht umgesetzten Pentensäureestern, die mitverwendeten Katalysatoren, den als Wertprodukt erzeugten 5-Formylvaleriansäureester sowie Nebenprodukte wie 4-Foraylvaleriansäureester, Valeriansäureester, Hydroxycapronsäureester und hochsiedende Kondensationsprodukte. Aus diesen Reaktionsgemischen werden die Reaktionsprodukte zunächst vom Katalysator z.B. durch Destillation oder Extraktion getrennt und danach durch fraktionierte Destillation isoliert. Der so erhaltene 5-Fromylvaleriansäureester wird für die Oxidation in der zweiten Stufe verwendet.The reaction mixture obtained in the hydroformylation of the pentene esters contains, in addition to unreacted pentenoic esters, the catalysts used, the 5-formylvaleric acid ester produced as a product of value as well as by-products such as 4-foraylvaleric acid ester, valeric acid ester, Hydroxycaproic acid esters and high-boiling condensation products. From these reaction mixtures, the reaction products are first removed from the catalyst e.g. separated by distillation or extraction and then isolated by fractional distillation. The 5-fromylvaleric acid ester thus obtained is used for the oxidation in the second stage.
Die Oxidation des 5-Formylvaleriansäureesters wird bei einer Temperatur von 20 bis 1000C und unter einem Druck von 1 bis 10 bar mit molekularem Sauerstoff oder molekularem Sauerstoff enthaltenen Gasen durchgeführt. Vorteilhaft erhält man hierbei eine Temperatur von 50 bis 8O0C ein. Die molekularen Sauerstoff enthaltenen Gase können z.B. bis zu 80 Volumen-% Inerte wie Stickstoff, Kohlendioxid oder Edelgase enthalten. Die Oxidation läuft in der Regel ohne Katalysator ab. Sie kann aber auch durch Zusätze von Katalysatoren wie Alkalihydroxide, z.B. Kaliumhydroxyd oder Natriumhydroxyd in, Mengen von 0,001 bis 0,5 Gew.% oder Metallsalze des Kobalts oder Mangans, z.B. Kobaltacetat oder Manganacetat in Mengen von 0,001 bis 0,1 Gew.%, vorzugsweise 0,02 bis 0,08 Gew.%, berechnet als Metall, zusätzlich beschleunigt werden.The oxidation of the 5-formylvalerate is carried out at a temperature of 20 to 100 0 C and under a pressure of 1 to 10 bar contained with molecular oxygen or molecular oxygen gases. Advantageously, a temperature of 50 to 8O 0 C to obtain a case. The gases containing molecular oxygen can contain, for example, up to 80% by volume of inerts such as nitrogen, carbon dioxide or noble gases. The oxidation usually takes place without a catalyst. However, it can also be achieved by adding catalysts such as alkali hydroxides, e.g. potassium hydroxide or sodium hydroxide in amounts of 0.001 to 0.5% by weight or metal salts of cobalt or manganese, e.g. cobalt acetate or manganese acetate in amounts of 0.001 to 0.1% by weight, preferably 0.02 to 0.08% by weight, calculated as metal, are additionally accelerated.
Durch Destillation des so erhaltenen Reaktionsgemisches erhält man Adipinsäuremonoester, der frei von Diester und Adipinsäure ist sowie keine hochsiedenden Anteile enthält.By distilling the reaction mixture obtained in this way, adipic acid monoesters are obtained, which is free from diester and adipic acid and does not contain any high-boiling components.
Adipinsäuremonoester, die nach dem Verfahren der Erfindung erhältlich sind, eignen sich zur Herstellung von Sebacinsäureester nach der Kolbesynthese. Adipic acid monoesters obtainable by the process of the invention are suitable for the production of sebacic acid esters after Kolbe synthesis.
Das Verfahren nach der Erfindung sei an folgendem Beispiel veranschaulicht. The method according to the invention is illustrated by the following example.
In einem Hochdruckgefäß von 2 Liter Inhalt werden 360 g eines Pentensäuremethylestergemisches, das 342 g (3 Mol) 4-Pentensäuremethylester enthält,In a high-pressure vessel with a capacity of 2 liters, 360 g of a methyl pentenoate mixture, which contains 342 g (3 mol) of methyl 4-pentenoate,
BASF Aktiengesellschaft Ά~ O.Z. 0050/36619BASF Aktiengesellschaft Ά ~ OZ 0050/36619
-£- 332S372- £ - 332S372
in 600 ml Toluol gelöst. Als Katalysator gibt man 70,2 g (268 mMol) Triphenylphosphin und 108 mg (1,04 mMol) Rhodium in Form der Komplexverbindung HRhCOLß (L = Triphenylphosphin) zu. Das Reaktionsgemisch wird auf 1100C erhitzt und dann mit einem Gemisch aus 80 Vol.% Wasserstoff und 20 Vol.-% Kohlenmonoxid auf einen Druck von 8 bar eingestellt. Wenn während der Reaktion der Druck unter 7 bar abfällt, wird er durch Nachpressen eines äquimolekularen Gemisches aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid wieder auf 8 bar eingestellt. Nach einer Reaktionszeit von 2 h wird die Umsetzung abgebrochen und das Reaktionsgemisch durch Destillation aufgearbeitet. Hierbei erhält mandissolved in 600 ml of toluene. 70.2 g (268 mmol) of triphenylphosphine and 108 mg (1.04 mmol) of rhodium in the form of the complex compound HRhCOLß (L = triphenylphosphine) are added as a catalyst. The reaction mixture is heated to 110 ° C. and then adjusted to a pressure of 8 bar with a mixture of 80% by volume of hydrogen and 20% by volume of carbon monoxide. If the pressure falls below 7 bar during the reaction, it is adjusted back to 8 bar by forcing an equimolecular mixture of hydrogen and carbon monoxide. After a reaction time of 2 hours, the reaction is terminated and the reaction mixture is worked up by distillation. Here one obtains
nichtumgesetzten Pentensäuremethylester 81,3 g (18,5 %)unreacted methyl pentenoate 81.3 g (18.5%)
Valeriansäuremethylester 9,1 g ( 2,6 %)Methyl valerate 9.1 g (2.6%)
4-Formylvaleriansäuremethylester 26,8 g ( 6,2 %)4-formylvaleric acid methyl ester 26.8 g (6.2%)
5-Formylvaleriansäuremethylester 310,2 g (71,8 %)5-formylvaleric acid methyl ester 310.2 g (71.8%)
Hydroxycapronsäuremethylester 2,2 g ( 0,5 X) Hydroxycaproic acid methyl ester 2.2 g (0.5 X)
Hochsiedende Kondensationsprodukte 1,7 g ( 0,4 %)High-boiling condensation products 1.7 g (0.4%)
Die Ausbeute der Hydroformylierung beträgt 71,8 %, die Selektivität zu 5-Formylvalerianester 88,1. %» The hydroformylation yield is 71.8% and the selectivity to 5-formylvalerian ester is 88.1. % »
288 g (2 Mol) des oben erhaltenen 5-Formylvaleriansäuremethylesters werden in einer Blasensäure während 6 h bei Normaldruck (1 bar) und bei einer Temperatur von 500C durch Einleiten von Sauerstoff oxidiert. Dabei wird ein Umsatz von > 99 % erzielt. Das erhaltene Reaktionsgemisch wird in einer Füllkörperkolonne bei 2 mbar und einer Temperatur von 126°C destilliert. Man erhält 307 g Adipinsäuremonoraethylester in einer Reinheit >99 Z. Die Ausbeute der Oxidation beträgt 95,9 %.288 g (2 mol) of the methyl 5-formylvalerate obtained above are oxidized in a bubble acid for 6 h at normal pressure (1 bar) and at a temperature of 50 ° C. by introducing oxygen. A conversion of > 99% is achieved. The reaction mixture obtained is distilled in a packed column at 2 mbar and a temperature of 126.degree. This gives 307 g Adipinsäuremonoraethylester in a purity of> 99 Z. The yield of the oxidation is 95.9%.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8130 | Withdrawal |